Ингибиторы коррозии стали на основе фосфорсодержащих соединений и полиэлектролитов
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
»ичины скорости коррозии с ростом температуры не может служить доказательством того, что в ходе эксперимента увеличивалась доля активной поверхности металла. Достаточно высокие скорости коррозии могут наблюдаться в некоторых случаях и из пассивного состояния. Между тем, информация о состоянии поверхности стали в ходе коррозионных испытаний очень важна, так как
а
бРис. 2. Поляризационные кривые стального электрода. В фоновом растворе (1 и 1`); в присутствии 0,001% растворов смесей (NaPO3) n-желатин (а) и (NaPO3) n-унифлок (б) при эквимолярном соотношении компонентов (2 и 2`). (кривые 1 и 2 при 200С, кривые 1` и 2` при 800С).
Пассиваторы эффективны только в случае низких скоростей коррозии из пассивного состояния. Однозначно судить о состоянии поверхности образцов можно по величине электродного потенциала. В связи с этим параллельно коррозионным были проведены хронопотенциометрические измерения. Измерения потенциала электрода во времени в фоновом растворе (рН=5,00) в зависимости от температурных условий и добавок ионов Ca2+, Na+, Zn2+, PO, P2O, COO-, NH и Cl показали, что без каких-либо внешних воздействий со временем потенциал стали имеет тенденцию к облагораживанию. Таким образом, имеется выраженная тенденция к переходу стали в пассивное состояние, но для теории и практики эксплуатации оборудования из Ст.3 в слабокислых растворах необходимо выяснить насколько такое состояние устойчиво. Согласно экспериментальным данным наибольшим облагораживающим действием, среди индивидуальных ингибиторов на коррозионный потенциал стали при 20 0С, в первые 5 минут испытаний обладает полифосфат натрия. Добавка NaКМЦ слабо активирует поверхность сплава, а композиция, состоящая из полифосфата и желатина или унифлока, слабо пассивирует ее. С изменением температуры агрессивной среды до 80 0С качественная картина влияния добавок ингибиторов на значения коррозионного потенциала в начальный момент времени не меняется. Отметим весьма слабую зависимость потенциала электрода от времени при различных температурах в течение 0,5 часов испытаний в присутствии ингибиторов. Таким образом, наилучшими ингибирующими свойствами обладает композиция, состоящая из (NaPO3) n и унифлока, а композиции (NaPO3) n -NaКМЦ несколько менее предпочтительны. Действие анодных
Таблица 1.
Ингибиторt, 0С-Ест, Вc, мАZ,%Sr*10-2Фон200,670405,28--- (NaPO3) n0,51093,984,3176,810,018 (NaPO3) n-NaКМЦ0,54094,024,3176,800,013 (NаPO3) n-желатин0,49024,3916,6193,980,013 (NаPO3) n-унифлок0,48019,6120,6795,160,126 (NаPO3) n-ZnCl20,58085,924,7278,800,085Фон40
0,710412,36--- (NaPO3) n0,540105,813,9074,340,051 (NaPO3) n-NaКМЦ0,56088,994,6378,420,135 (NаPO3) n-желатин0,56036,8211, 2091,070,035 (NаPO3) n-унифлок0,54021,8918,8394,690,092Фон60
0,745426,13--- (NaPO3) n0,590126,053,3870,420,092 (NaPO3) n-NaКМЦ0,59070,356,0683,490,006 (NaPO3) n-желатин0,60044,879,5089,470,162NаPO3) n-унифлок0,61024,8817,1394,160, 203Фон80
0,780448,07--- (NaPO3) n0,605159,382,8164,430,264 (NaPO3) n-NaКМЦ0,630139,223,2268,930,038 (NaPO3) n-желатин0,58039,0711,4791,280,219NаPO3) n-унифлок0,58039,5611,3191,400,162 (NаPO3) n-ZnCl20,72575,955,9083,050,183
Результаты электрохимического определения степени защитного действия (NaPO3) n и его смесей с полиэлектролитами или хлористым цинком (Синг. =0,001%) в фоновом растворе (рН=5,00) при различных температурах ингибиторов основано на пассивации анодных участков корродирующей поверхности металла. Легко восстанавливаясь на катодных поверхностях, они ведут себя как деполяризаторы, резко снижая скорость анодного перехода в раствор ионов корродирующего металла. К анодным замедлителям относятся и некоторые соединения, не обладающие окислительными свойствами: фосфаты и полифосфаты. Их ингибирующее действие проявляется только при наличии растворенного кислорода, который и играет роль пассиватора. Такие вещества лишь способствуют адсорбции кислорода на поверхности металла. Кроме того, они тормозят анодный процесс растворения из-за образования защитных слоев, представляющих собой труднорастворимые продукты взаимодействия ингибитора с ионами переходящего в раствор металла. Так, например, фосфаты, адсорбируясь на поверхности стали, образуют с ионами железа экранирующие слои, состоящие из Fe2O3 и FePO4. Полифосфаты в разбавленных растворах в нейтральной среде при обычных температурах имеют линейную структуру со степенью полимеризации от 3 до 200, т.е. они являются олигомерами с молекулярной массой около 8000-9000. По-видимому, именно поэтому они наиболее активны в этих условиях. А с повышением температуры или с изменением рН среды линейная структура полифосфатов переходит в
Таблица 2
Ингибиторt, 0CK, (г/м2*сут) Z,%Фон
20118,84--Ca2P2O721,475,5381,93Ca2P2O7-NaКМЦ9,4012,6492,09Ca2P2O7-желатин9,0613,1292,38Ca2P2O7-унифлок9,1413,0092,31NALKO16,987,0085,71KW-235317,346,8585,41Фон
40119,37--Ca2P2O721,735,4981,80Ca2P2O7-NaКМЦ10,3011,5991,37Ca2P2O7-желатин8,994,1292,47Ca2P2O7-унифлок9,1313,0792,35NALKO19,066,2384,03KW-235319,736,0583,47Фон
60131,24--Ca2P2O718,607,0685,83Ca2P2O7-NaКМЦ12,8610, 2090, 20Ca2P2O7-желатин9,8413,3492,51Ca2P2O7-унифлок9,1114,4593,06Фон
80133,65--Ca2P2O712,1511,0090.90Ca2P2O7-NaКМЦ8,9914,8793,27Ca2P2O7-желатин8, 1916,3293,87Ca2P2O7-унифлок7,6417,4994,28
Результаты гравиметрического определения степени защиты пирофосфатом кальция и его смесей с полиэлектролитами (Синг. =0,001%) в фоновом растворе (рН=5,00) при различных температурах сетчатую или образовываются кольцевые метафосфаты, которые при дальнейшем увеличении температуры переходят в ортофосфаты. Такими изменениями структуры полифосфатов можно объяснить снижение степени защиты полифосфатов с увеличением температуры.
Известно, что при гидролизе полифосфата образуются дигидрофосфат-ионы:
Ионы H2PO ускоряют реакцию восстановления растворенного кислорода на катодных участках, которую можно представить следующим образом:
O2+H2PO+2е - PO+H2O
Образующиеся в результате этой реакции ион